侯 杰，李國(guó)清?，修國(guó)林，胡乃聯(lián)，強(qiáng)興邦

1) 北京科技大學(xué)土木與資源工程學(xué)院，北京 100083 2) 金屬礦山高效開(kāi)采與安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083 3) 山東黃金集團(tuán)有限公司，濟(jì)南 250013

近年來(lái)，隨著我國(guó)對(duì)于金屬礦產(chǎn)資源需求的不斷增長(zhǎng)，礦山產(chǎn)能規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，淺部地質(zhì)資源被迅速消耗，越來(lái)越多的礦山進(jìn)入深部開(kāi)采[1-3]，以達(dá)到擴(kuò)大產(chǎn)能、產(chǎn)生規(guī)模效益的目的，因而已普遍形成了多區(qū)段聯(lián)合開(kāi)采的復(fù)雜生產(chǎn)格局.然而，在這種復(fù)雜生產(chǎn)格局下，無(wú)論是新增深部礦體生產(chǎn)能力的形成，還是原有生產(chǎn)區(qū)域資源的可持續(xù)利用，都需要制定合理的生產(chǎn)規(guī)劃[4-7]，否則將造成過(guò)渡時(shí)期出現(xiàn)減產(chǎn)或停產(chǎn)過(guò)渡現(xiàn)象.因此，如何依據(jù)科學(xué)的方法對(duì)礦山的產(chǎn)能接續(xù)進(jìn)行規(guī)劃優(yōu)化，是我國(guó)礦山企業(yè)在深部轉(zhuǎn)產(chǎn)過(guò)程中一項(xiàng)亟待解決的問(wèn)題.

目前，國(guó)內(nèi)學(xué)者多采用統(tǒng)計(jì)分析、技術(shù)分析、經(jīng)濟(jì)分析和綜合因素分析等方法[8-12]，通過(guò)對(duì)露天轉(zhuǎn)地下過(guò)渡期的生產(chǎn)規(guī)模進(jìn)行優(yōu)化，以解決礦山整體產(chǎn)能的平穩(wěn)接續(xù)與均衡過(guò)渡等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題[13-16].而在地下礦山進(jìn)行深部開(kāi)采時(shí)的產(chǎn)能接續(xù)問(wèn)題研究中，已有學(xué)者開(kāi)始使用線性規(guī)劃的方法[17-19]，合理確定礦井的持續(xù)生產(chǎn)能力，并實(shí)現(xiàn)新增礦區(qū)和原有生產(chǎn)區(qū)域的協(xié)同開(kāi)采[20-22].其中金京男[23]針對(duì)焦家金礦的生產(chǎn)接續(xù)問(wèn)題，根據(jù)雙品位滾動(dòng)優(yōu)化原理，采用線性規(guī)劃的方法建立相關(guān)數(shù)學(xué)模型，通過(guò)對(duì)多區(qū)段礦山生產(chǎn)進(jìn)行合理優(yōu)化，從而達(dá)到礦山穩(wěn)產(chǎn)的目的，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對(duì)礦山資源的綜合利用.徐海[24]以全礦計(jì)劃出礦品位與選廠合理入選品位偏差最小為目標(biāo)函數(shù)，構(gòu)建了資源開(kāi)采線性規(guī)劃模型，并采用MATLAB軟件，實(shí)現(xiàn)了凡口鉛鋅礦各區(qū)段和各中段的資源開(kāi)采規(guī)劃，對(duì)促進(jìn)礦山持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展、合理開(kāi)采現(xiàn)有資源具有重要現(xiàn)實(shí)意義.

總體來(lái)看，目前關(guān)于礦山產(chǎn)能接續(xù)問(wèn)題的研究大多側(cè)重于露天轉(zhuǎn)地下的不停產(chǎn)過(guò)渡.而針對(duì)地下礦山由淺部轉(zhuǎn)入深部的產(chǎn)能接續(xù)問(wèn)題研究較少，忽略了多礦區(qū)發(fā)展不協(xié)調(diào)所帶來(lái)的資源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)效益損失.為此，本文以山東黃金礦業(yè)(萊州)有限公司三山島金礦為工程背景，結(jié)合深部開(kāi)采初步設(shè)計(jì)所給出礦區(qū)開(kāi)發(fā)方案，全面規(guī)劃礦山產(chǎn)能分配.通過(guò)以多礦區(qū)資源綜合開(kāi)采價(jià)值最大為優(yōu)化目標(biāo)，綜合考慮客觀開(kāi)采約束條件，展開(kāi)地下礦山深部轉(zhuǎn)產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)能接續(xù)規(guī)劃優(yōu)化模型的研究，在時(shí)間維度上實(shí)現(xiàn)逐年度生產(chǎn)能力的平衡過(guò)渡，為我國(guó)具備同樣工程背景的礦山提供模型與方法上的借鑒和參考.

1 深部轉(zhuǎn)產(chǎn)過(guò)程中的產(chǎn)能接續(xù)性問(wèn)題分析

1.1 三山島金礦深部開(kāi)采新格局

三山島金礦作為山東黃金的骨干礦山，承擔(dān)了重要的生產(chǎn)任務(wù)，其金金屬產(chǎn)量約占全集團(tuán)的1/6左右，并且隨著深部工程的形成，礦山的開(kāi)采能力得到進(jìn)一步提升.三山島金礦深部延伸與開(kāi)采工程于2018年啟動(dòng)，根據(jù)礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用可行性研究推薦設(shè)計(jì)方案，計(jì)劃經(jīng)過(guò)7年的基建期，礦山的整體產(chǎn)能將由現(xiàn)在的10000 t·d-1擴(kuò)展至15000 t·d-1.這要求在深部延伸建設(shè)期內(nèi)，礦山的生產(chǎn)產(chǎn)能由現(xiàn)在的西山、新立礦區(qū)平穩(wěn)過(guò)渡到深部西嶺礦區(qū)，西嶺礦區(qū)在第5、6、7年分別達(dá)到預(yù)期產(chǎn)能的40%、60%和80%，并于第8年達(dá)到預(yù)期產(chǎn)能，同時(shí)選廠于第8年完成擴(kuò)建工程，達(dá)到設(shè)計(jì)選礦能力.三山島金礦深部延伸工程完成后的礦石流向示意圖，如圖1所示.

圖1 三山島金礦礦石流向示意圖Fig.1 Schematic of the ore flow direction for Sanshandao gold mine

按照預(yù)期開(kāi)采規(guī)劃，礦山形成了五個(gè)礦區(qū)，分別為西山礦區(qū)、西山深部礦區(qū)、新立礦區(qū)、新立深部礦區(qū)和西嶺礦區(qū).西山礦區(qū)和西山深部礦區(qū)作為一個(gè)開(kāi)采系統(tǒng)，礦石通過(guò)西山主井和斜坡道運(yùn)出，西山開(kāi)采系統(tǒng)設(shè)計(jì)礦石提運(yùn)能力為1.65×106t·a-1；新立礦區(qū)和新立深部礦區(qū)作為一個(gè)完整的開(kāi)采系統(tǒng)，礦石通過(guò)新立主井運(yùn)出，新立開(kāi)采系統(tǒng)設(shè)計(jì)礦石提運(yùn)能力為 3.3×106t·a-1；西嶺礦區(qū)作為一個(gè)獨(dú)立的開(kāi)采系統(tǒng)，采下礦石通過(guò)盲豎井提運(yùn)至-600 m大巷，盲豎井設(shè)計(jì)礦石提運(yùn)能力為3.3×106t·a-1，提出礦石轉(zhuǎn)運(yùn)至西山和新立主井提升至地表，因此，西嶺礦區(qū)的礦石提運(yùn)將占用西山和新立開(kāi)采系統(tǒng)的提運(yùn)能力.在選礦系統(tǒng)上，最終形成新立選礦廠的生產(chǎn)能力為330×104t·a-1，西山選礦廠的生產(chǎn)能力為 1.65×106t·a-1.

1.2 產(chǎn)能接續(xù)規(guī)劃優(yōu)化基本原則

針對(duì)上述礦山深部轉(zhuǎn)產(chǎn)過(guò)程中的產(chǎn)能接續(xù)性需求進(jìn)行分析可知，產(chǎn)能接續(xù)規(guī)劃優(yōu)化的最終目標(biāo)是得到符合實(shí)際生產(chǎn)的最佳產(chǎn)能接續(xù)與生產(chǎn)任務(wù)分配方案，其中具體的優(yōu)化原則主要包括：

(1) 必須根據(jù)礦山企業(yè)的實(shí)際情況，確定與各礦區(qū)資源賦存條件及開(kāi)采技術(shù)條件相適應(yīng)的生產(chǎn)能力和開(kāi)采強(qiáng)度，以實(shí)現(xiàn)多礦區(qū)的協(xié)同開(kāi)采，并保證礦山在淺部與深部接續(xù)開(kāi)采的過(guò)渡期內(nèi)產(chǎn)能均衡穩(wěn)定.圖2展示了三山島金礦各礦區(qū)資源賦存條件，目前主要采用上向水平分層充填采礦法進(jìn)行開(kāi)采.

圖2 各礦區(qū)資源賦存條件Fig.2 Resource condition of each mining section

(2) 必須正確處理礦石產(chǎn)量和金屬產(chǎn)量?jī)烧咧g的關(guān)系，保證礦石入選品位滿足企業(yè)生產(chǎn)的需求.

(3) 礦山企業(yè)的最終目標(biāo)是獲取最大利潤(rùn)，礦山生產(chǎn)成本的高低制約著企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，因而產(chǎn)能接續(xù)規(guī)劃優(yōu)化必須滿足礦山生產(chǎn)成本最低的原則，以保證整個(gè)規(guī)劃期內(nèi)多礦區(qū)協(xié)同開(kāi)采的經(jīng)濟(jì)效益最大化.

2 深部轉(zhuǎn)產(chǎn)過(guò)程中的產(chǎn)能接續(xù)性問(wèn)題分析

2.1 問(wèn)題定義

以三山島金礦深部轉(zhuǎn)產(chǎn)的設(shè)計(jì)方案為例，并根據(jù)深部轉(zhuǎn)產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)能接續(xù)性問(wèn)題分析，針對(duì)產(chǎn)能接續(xù)規(guī)劃優(yōu)化模型可以描述如下：各個(gè)礦區(qū)采出的礦石可經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)提升運(yùn)輸，送至與各生產(chǎn)系統(tǒng)所對(duì)應(yīng)的選廠進(jìn)行礦石處理，最終得到金屬產(chǎn)品，如圖3所示.在這個(gè)過(guò)程中，金屬產(chǎn)品的產(chǎn)量主要受各礦區(qū)生產(chǎn)能力、關(guān)鍵提運(yùn)能力、礦石處理量的限制.其中，關(guān)鍵提運(yùn)能力的限制在于各生產(chǎn)系統(tǒng)的最大提升能力；礦石處理量的限制在于各生產(chǎn)系統(tǒng)所對(duì)應(yīng)選廠的最大礦石處理能力.同時(shí)，結(jié)合礦山開(kāi)采實(shí)際情況，還需要對(duì)模型做出如下假設(shè).

圖3 多礦區(qū)同時(shí)開(kāi)采的礦石流圖Fig.3 Ore flow diagram of simultaneous mining in multiple sections

(1) 由于礦床的地質(zhì)構(gòu)造差異，模型將各個(gè)礦區(qū)作為獨(dú)立個(gè)體進(jìn)行考慮，各礦區(qū)均有與之相匹配的技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù).

(2) 礦山進(jìn)行深部資源開(kāi)采時(shí)為產(chǎn)生規(guī)模效益需要提升整體的生產(chǎn)能力，因而需要對(duì)選廠進(jìn)行改擴(kuò)建.但由于選廠的改擴(kuò)建工程進(jìn)度較快，模型中暫不考慮其對(duì)礦山生產(chǎn)的影響.

(3) 模型中僅考慮各礦區(qū)總生產(chǎn)能力和提升能力，不對(duì)各中段生產(chǎn)、運(yùn)輸能力進(jìn)行要求.

2.2 目標(biāo)函數(shù)

(1) 收入最高.在進(jìn)行產(chǎn)能接續(xù)規(guī)劃優(yōu)化時(shí)，需要依據(jù)金屬的市場(chǎng)價(jià)格，考慮各礦區(qū)開(kāi)采所能帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，合理分配各礦區(qū)的生產(chǎn)任務(wù)，以達(dá)到礦山生產(chǎn)的最大收入，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

式中：k為西山礦區(qū)、新立礦區(qū)、西山礦區(qū)深部、新立礦區(qū)深部和西嶺礦區(qū)；j為西山主井、西山斜坡道和新立主井代表的生產(chǎn)系統(tǒng)；為 第t年 第k個(gè)礦區(qū)送至第j個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的礦石量所占第k個(gè)礦區(qū)保有儲(chǔ)量的比例(%)；Qk為第k個(gè)礦區(qū)的礦石保有儲(chǔ)量(t)；gk為第k個(gè)礦區(qū)的礦石平均品位(g·t-1)；pt為第t年的黃金市場(chǎng)價(jià)格(￥·g-1)； φk為第k個(gè)礦區(qū)的采礦損失率(%)； ρk為第k個(gè)礦區(qū)的礦石貧化率(%)；reck為選礦回收率(%).

(2) 生產(chǎn)成本最低.礦山的生產(chǎn)成本包括采礦成本、選礦成本以及運(yùn)輸成本，其中各項(xiàng)成本指標(biāo)均與礦石產(chǎn)量有著直接的關(guān)聯(lián).因而將各礦區(qū)作為一個(gè)整體計(jì)算生產(chǎn)成本，處于同一礦區(qū)的單位礦石生產(chǎn)成本相同，則礦山生產(chǎn)成本最低目標(biāo)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

因此，產(chǎn)能接續(xù)規(guī)劃優(yōu)化的目標(biāo)即為規(guī)劃期內(nèi)多礦區(qū)資源綜合開(kāi)采價(jià)值最大化，則在貼現(xiàn)率為i的情況下目標(biāo)函數(shù)如下：

式中：S為開(kāi)采總凈現(xiàn)值收益(￥)；i為貼現(xiàn)率(%)；其余同上.

2.3 約束方程

在建立產(chǎn)能接續(xù)規(guī)劃優(yōu)化模型過(guò)程中還需要考慮諸多約束條件的限制，以控制模型優(yōu)化結(jié)果滿足礦山實(shí)際生產(chǎn)的產(chǎn)量和質(zhì)量要求.約束條件涉及的變量應(yīng)能夠充分反映礦山實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的主要指標(biāo)參數(shù).為實(shí)現(xiàn)礦山整體生產(chǎn)能力的穩(wěn)定持續(xù)、確保礦石供需平衡，建立約束條件數(shù)學(xué)表達(dá)如下:

(1) 最大提升能力約束.提升設(shè)備的提升能力決定了礦山整體的出礦能力，為了避免大量礦石堆積，第j個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的提升礦石量不能超過(guò)其預(yù)設(shè)的最大提升能力，建立數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

式中： m axLj為第j個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的最大礦石年提升能力 (t·a-1).

(2) 最大選礦能力約束.考慮選礦設(shè)備能力、人員數(shù)量、材料供給等因素的限制，第j個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)所對(duì)應(yīng)選廠的最大礦石處理量不能超過(guò)其預(yù)設(shè)的最大礦石處理能力.數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

式中： m axHj為第j個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)所對(duì)應(yīng)選廠的最大礦石年處理能力(t·a-1).

(3) 品位均衡約束.為了滿足選廠對(duì)于礦石入選品位的要求，第j個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)提升礦石的平均品位應(yīng)保證在一定范圍內(nèi)變化，否則會(huì)不符合選礦的工藝流程和技術(shù)，造成選礦回收率的降低.數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

式中： m inGj為第j個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)所對(duì)應(yīng)選廠的入選品位下限(g·t-1)； m axGj為第j個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)所對(duì)應(yīng)選廠的入選品位上限(g·t-1).

(4) 產(chǎn)能均衡約束.針對(duì)新增深部礦區(qū)，各礦區(qū)的礦石產(chǎn)量應(yīng)逐年遞增；而針對(duì)原有生產(chǎn)礦區(qū)，各礦區(qū)的礦石產(chǎn)量應(yīng)逐年遞減.其公式為：

(5) 開(kāi)采過(guò)渡期產(chǎn)能接續(xù)約束.西嶺礦區(qū)在第5、6、7年分別達(dá)到預(yù)期產(chǎn)能的40%、60%和80%，并于第8年達(dá)到預(yù)期產(chǎn)能針對(duì)新增深部礦區(qū)，針對(duì)過(guò)渡期設(shè)置產(chǎn)能限制.其公式為：

式中：k=西嶺礦區(qū)；D為西嶺礦區(qū)設(shè)計(jì)產(chǎn)能(t·a-1)；nt為第t年的達(dá)產(chǎn)比例.

(6) 決策變量約束.第k個(gè)礦區(qū)的礦石采出總量應(yīng)不超過(guò)其總礦石儲(chǔ)量，即：

3 模型的應(yīng)用

3.1 礦山開(kāi)采技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)

為了驗(yàn)證模型在深部轉(zhuǎn)產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)能接續(xù)規(guī)劃優(yōu)化應(yīng)用中的可行性，將上述模型應(yīng)用于三山島金礦的深部開(kāi)采規(guī)劃.在此之前，需要結(jié)合三山島金礦的工程實(shí)際，對(duì)模型中涉及的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行技術(shù)，估算各礦區(qū)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)與生產(chǎn)系統(tǒng)能力限制等模型關(guān)鍵參數(shù)如表1所示.

表1 開(kāi)采技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表Table 1 Mining technical and economic parameters

針對(duì)金屬價(jià)格的估計(jì)，以近十年月度黃金現(xiàn)貨交易價(jià)格為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，運(yùn)用Eviews軟件對(duì)黃金價(jià)格進(jìn)行隨機(jī)過(guò)程擬合，得到黃金價(jià)格服從均值回歸運(yùn)動(dòng)的隨機(jī)過(guò)程，在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用Matlab進(jìn)行蒙特卡洛模擬，可以得到1000條黃金價(jià)格走勢(shì)的預(yù)測(cè)結(jié)果.同時(shí)，對(duì)未來(lái)的黃金價(jià)格預(yù)測(cè)結(jié)果按年均值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如表2所示.

表2 基于均值回歸運(yùn)動(dòng)模型的黃金價(jià)格預(yù)測(cè)結(jié)果Table 2 Prediction results of gold price based on the mean regression motion model

3.2 數(shù)據(jù)處理與模型求解

在代入上述技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)與預(yù)測(cè)的黃金價(jià)格對(duì)本文所構(gòu)建的產(chǎn)能接續(xù)規(guī)劃優(yōu)化數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解的過(guò)程中，由于該模型具有變量多、開(kāi)采生命周期長(zhǎng)、約束條件復(fù)雜等特點(diǎn)，導(dǎo)致了模型求解難度大，周期長(zhǎng)等問(wèn)題.因而需要適用于求解大型線性規(guī)劃問(wèn)題的求解方法及工具.因此，本文選擇在Python和Gurobi的建模環(huán)境下，結(jié)合三山島金礦的實(shí)際情況，對(duì)產(chǎn)能接續(xù)規(guī)劃優(yōu)化模型進(jìn)行求解，具體流程如圖4所示.

圖4 Python和Gurobi建模環(huán)境下的模型求解流程Fig.4 Modeling and solving process in Python and Gurobi software

3.3 優(yōu)化結(jié)果分析

圖5～圖8統(tǒng)計(jì)了三山島金礦產(chǎn)能接續(xù)規(guī)劃優(yōu)化模型的解算結(jié)果，分別對(duì)圖中的統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行分析，可以得到以下結(jié)論.

圖8 規(guī)劃期內(nèi)西山選廠礦石處理量、入選品位結(jié)果統(tǒng)計(jì)Fig.8 Processing capacity and ore grade per year of Xishan processing plant during the planning period

(1)從圖5中可以看出，第1至2年在產(chǎn)礦區(qū)為新立和西山礦區(qū)；第3至4年新立、西山以及西山深部同時(shí)開(kāi)采，第4年西山結(jié)束開(kāi)采；第5至13年新立、西嶺、新立深部以及西山深部同時(shí)開(kāi)采，第13年新立結(jié)束開(kāi)采；第14至31年西嶺、新立深部和西山深部同時(shí)開(kāi)采.同時(shí)，各礦區(qū)年產(chǎn)量在穩(wěn)產(chǎn)期均接近各自年生產(chǎn)能力的最大上限.但是，由于第14年新立和西山淺部礦體開(kāi)采結(jié)束，西嶺礦區(qū)又受限于盲豎井提升能力限制，已達(dá)到最大生產(chǎn)能力，而新立、西山的深部資源量較少，其年生產(chǎn)能力較小，因而導(dǎo)致全礦整體的礦石產(chǎn)量有所下降.

圖5 規(guī)劃期內(nèi)各年各礦區(qū)礦石產(chǎn)量結(jié)果統(tǒng)計(jì)Fig.5 Annual ore output of each mining area during the planning period

(2)從圖6中可以看出，規(guī)劃期內(nèi)各年各礦區(qū)凈現(xiàn)金收益的變化情況與礦石量變化呈相似趨勢(shì).本開(kāi)采方案是以預(yù)測(cè)價(jià)格作為基準(zhǔn)得到的優(yōu)化結(jié)果，若礦山開(kāi)采過(guò)程中，黃金價(jià)格呈上漲趨勢(shì)，圖6顯示的凈現(xiàn)金收益會(huì)整體增加，并且后期收益下降幅度變緩，反之，若黃金價(jià)格呈下降趨勢(shì)，圖6所示的凈現(xiàn)金收益會(huì)整體減少，并且后期收益下降幅度變大.

圖6 規(guī)劃期內(nèi)各年各礦區(qū)凈現(xiàn)金收益結(jié)果統(tǒng)計(jì)Fig.6 Annual net present value of each mining area during the planning period

(3)從圖7中可以看出，新立礦區(qū)、新立深部礦區(qū)以及西嶺礦區(qū)部分礦石被提運(yùn)至新立選廠進(jìn)行選礦處理.在第1至4年，主要礦石來(lái)源為新立礦區(qū)；第5至13年，主要礦石來(lái)源為新立、新立深部以及西嶺礦區(qū)，第13年新立礦區(qū)結(jié)束開(kāi)采；第14至31年主要礦石來(lái)源為新立深部以及西嶺礦區(qū)；其中第8至31年，新立選廠達(dá)到了最大礦石處理能力.在礦石平均入選品位方面，第1至4年，由于主要開(kāi)采的新立礦區(qū)礦石平均品位較低，新立選廠入選品位在2.35 g·t-1左右.從第5年起至13年，隨新立深部礦區(qū)和西嶺礦區(qū)礦石的混入，入選品位逐漸增加至3.67 g·t-1左右.第14年以后，隨新立礦區(qū)低品位礦石開(kāi)采結(jié)束，西嶺礦區(qū)更多高品位的礦石被開(kāi)采，新立選廠入選品位進(jìn)一步提高至 4.06 g·t-1.

圖7 規(guī)劃期內(nèi)新立選廠礦石處理量、入選品位結(jié)果統(tǒng)計(jì)Fig.7 Processing capacity and ore grade per year of Xinli processing plant during the planning period

(4)從圖8中可以看出，西山礦區(qū)、西山深部礦區(qū)以及西嶺礦區(qū)部分礦石被提運(yùn)至西山選廠進(jìn)行選礦處理.在第1至2年，主要礦石來(lái)源為西山礦區(qū)；第3至4年，主要礦石來(lái)源為西山、西山深部礦區(qū)，第4年西山礦區(qū)結(jié)束開(kāi)采；第5至31年，主要礦石來(lái)源為西山深部和西嶺西山深部.受生產(chǎn)系統(tǒng)的整體提運(yùn)能力限制，西山選廠在整個(gè)規(guī)劃期內(nèi)都不超過(guò)最大選礦處理能力.在礦石平均入選品位方面，第1至2年，由于主要開(kāi)采的西山礦區(qū)礦石平均品位較低，西山選廠入選品位在2.08 g·t-1左右.第3至4年，隨西山深部礦區(qū)礦石的混入，入選品位逐漸增加至2.30 g·t-1左右.第5年以后，隨西山礦區(qū)低品位礦石開(kāi)采結(jié)束，西嶺礦區(qū)更多高品位的礦石被開(kāi)采，西山選廠入選品位進(jìn)一步提高至4.00 g·t-1左右.

綜合以上結(jié)果分析可知，在三山島金礦進(jìn)行深部轉(zhuǎn)產(chǎn)的過(guò)程中，基于上述所構(gòu)建的產(chǎn)能接續(xù)規(guī)劃優(yōu)化模型優(yōu)化得到的產(chǎn)能接續(xù)與生產(chǎn)任務(wù)分配方案，可以在滿足產(chǎn)能均衡、品位均衡與各項(xiàng)生產(chǎn)系統(tǒng)能力限制等約束條件的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)多礦區(qū)的協(xié)同開(kāi)采，促進(jìn)礦山生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)效益的提升，驗(yàn)證了優(yōu)化模型的科學(xué)性和有效性.

4 結(jié)論

(1)通過(guò)深入剖析礦山深部轉(zhuǎn)產(chǎn)過(guò)程中的產(chǎn)能接續(xù)性問(wèn)題，提出了以多礦區(qū)資源綜合開(kāi)采價(jià)值最大為目標(biāo)和以產(chǎn)能均衡、品位均衡與各項(xiàng)生產(chǎn)系統(tǒng)能力限制為約束條件的產(chǎn)能接續(xù)規(guī)劃優(yōu)化數(shù)學(xué)模型.

(2)三山島金礦開(kāi)采過(guò)渡期將面對(duì)多個(gè)生產(chǎn)區(qū)域同時(shí)供礦的復(fù)雜生產(chǎn)條件，通過(guò)優(yōu)化模型得到了多礦區(qū)在時(shí)間和空間上的協(xié)同和接續(xù)方案，在保證礦山生產(chǎn)目標(biāo)達(dá)成和經(jīng)濟(jì)效益持續(xù)穩(wěn)定的前提下，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)有產(chǎn)能向新增產(chǎn)能的平穩(wěn)有序過(guò)渡.

(3)將模型應(yīng)用于三山島金礦深部開(kāi)采規(guī)劃，結(jié)果表明本文所構(gòu)建的產(chǎn)能接續(xù)規(guī)劃優(yōu)化模型保證了接續(xù)期的產(chǎn)能平衡過(guò)渡，同時(shí)也解決了三山島金礦深部生產(chǎn)系統(tǒng)形成后的多礦區(qū)協(xié)同生產(chǎn)問(wèn)題，有效提升礦山收益.